一种抗静电型ABS复合塑料粒子及其制备方法与流程

本发明涉及塑料粒子，具体为一种抗静电型abs复合塑料粒子及其制备方法。

背景技术：

1、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)是一种兼具三种物质特性的综合性能好的热塑性塑料，具有耐化学腐蚀、坚韧、质硬、加工性好等特点，被广泛应用在机械、汽车、纺织、电气等制造行业。但是，纯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯冲击性能不强、抗静电性能差，极大地限制了其在新能源、通讯、航空航天等领域的应用。其电阻率高达1014～1016，很容易产生静电累积，而其极限氧指数在18～20％，是易燃化合物；当静电累积严重时，很容易引发火灾和爆炸。因此，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯具有抗静电性能具有重要意义。

2、现有技术中，通常会将抗静电剂与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯熔融共混改性，从而赋予改性的abs塑料粒子的抗静电性能。但是，一般会存在相容性问题和迁移性问题；且抗静电性能产生，需要在塑料粒子内部形成导电网络，因此一般需要加入较多量的抗静电剂。由于抗静电剂一般存在极性组分，较多量的抗静电剂引入时，一是存在相容性引起的团聚问题，二是存在极性组分引起的内部孔隙问题，使得抗静电剂与树脂的界面作用下降，从而导致abs塑料粒子的冲击性能、拉伸性能下降。

3、综上，解决上述问题，制备一种抗静电型abs复合塑料粒子具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗静电型abs复合塑料粒子及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1：氮气氛围下，将苯乙烯、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，自由基聚合，制备得到抗静电剂a；

5、步骤2：氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物依次加入邻二甲苯中，分散均匀，得到改性溶液；将羟基化碳纳米管加入至改性溶液中，反应接枝，得到抗静电剂b；

6、步骤3：将abs树脂、抗氧化剂、抗静电剂a、抗静电剂b预先干燥，按比例置于双螺杆挤出机中，依次经过熔融、挤出、水冷、切粒、干燥，得到抗静电型abs复合塑料粒子。

7、较为优化地，所述抗静电型abs复合塑料粒子的原料包括以下组分：按照质量份数计，75～80份abs树脂、0.5～1份抗氧化剂、11～14份抗静电剂a、9～11份抗静电剂b。

8、较为优化地，所述抗静电剂a的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份苯乙烯、11～14份甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、5～7份甲基丙烯酸缩水甘油酯。

9、较为优化地，步骤1的具体步骤为：氮气氛围下，将苯乙烯、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯依次加入至反应釜中，加入无水乙醇作为溶剂，加入引发剂，搅拌均匀，在温度为70～75℃下回流反应6～7小时，蒸发溶剂，加入甲苯沉淀，洗涤、干燥、研磨，得到抗静电剂a。

10、较为优化地，步骤2的具体步骤为：氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物加入至反应釜中，加入邻二甲苯作为溶剂，分散均匀，得到改性溶液，将羟基化碳纳米管加入至改性溶液中，在温度为130～135℃下，反应2～3小时，洗涤、干燥、研磨，得到抗静电剂b。

11、较为优化地，抗静电剂b的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份羟基化碳纳米管、8～10份苯乙烯马来酸酐共聚物。

12、较为优化地，步骤2中，(1)将硅酸四乙酯、对甲苯磺酸水溶液加入至邻二甲苯中，室温搅拌均匀；加入乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；加入羟基化碳纳米管，搅拌，蒸发除溶剂，干燥，得到改性碳纳米管；(2)氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物、3-(4-吡啶)丙烯酸甲酯、引发剂依次加入邻二甲苯中，分散均匀，得到改性溶液；将改性化碳纳米管加入至改性溶液中，接枝得到抗静电剂b。

13、较为优化地，抗静电剂b的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份羟基化碳纳米管、8～10份苯乙烯马来酸酐共聚物、2～3份3-(4-吡啶)丙烯酸甲酯、6～8份硅酸四乙酯、2～3份乙烯基硅烷偶联剂、4～5份氨基硅烷偶联剂。

14、较为优化地，一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法制备得到的抗静电型abs复合塑料粒子。

15、本技术方案中，通过制备抗静电剂a、抗静电剂b引入至abs树脂中，制备得到abs复合塑料粒子，联合产生优异的抗静电性能和阻燃性。并利用抗静电b促进抗静电剂a、abs树脂之间的界面作用，增强相容性，从而抑制力学性能下降。

16、(1)抗静电剂a是通过将苯乙烯、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯通过自由基共聚制备的，其中，苯乙烯的引入与abs树脂中苯乙烯链断具有相似相容性，而甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯中，由于存在羟乙酯，膦基，具有良好的抗静电性能和阻燃性；而甲基丙烯酸缩水甘油酯含有醚键，可以增加抗静电性能，同时其含有的环氧基团，可以与抗静电b中的羧基，产生交联。降低abs塑料粒子内部的孔隙，抑制力学性能的下降。

17、(2)方案中，给出了两种抗静电剂b的制备方法，一种是将羟基碳纳米管使用苯乙烯马来酸酐共聚物表面接枝得到的。利用羟基对苯乙烯马来酸酐中酸酐开环，利用开环产生的羧基，与抗静电a在共混挤出过程中接枝；而苯乙烯马来酸酐与abs树脂的具有相似相容性，以此利用抗静电b作为媒介，促进抗静电a与abs树脂的相容性，降低内部孔隙，抑制力学性能下降。另一方面，碳纳米管的引入对abs塑料粒子具有增强功能，且碳纳米管具有良好的导电性，可以与抗静电a形成内部的导电通路，从而协同增强抗静电性能。

18、但是，由于苯乙烯马来酸酐与羟基碳纳米管反应性较弱，接枝率不高，性能改性仍然需要加强。因此，方案中，进一步先在碳纳米管上，预先含有氨基、乙烯基的二氧化硅，然后利用氨基、和羟基与酸酐产生反应，氨基反应活性更高，依次，提高苯乙烯马来酸酐共聚物的接枝，同时利用自由基反应，接枝3-(4-吡啶)丙烯酸甲酯，由于含有吡啶，存在孤对电子，可以提高抗静电性，提高导电通路，从而进一步提高抗静电性能。此外，还进一步提高了阻燃性能和力学性能。

技术特征：

1.一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述抗静电型abs复合塑料粒子的原料包括以下组分：按照质量份数计，75～80份abs树脂、0.5～1份抗氧化剂、11～14份抗静电剂a、9～11份抗静电剂b。

3.根据权利要求1所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：所述抗静电剂a的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份苯乙烯、11～14份甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、5～7份甲基丙烯酸缩水甘油酯。

4.根据权利要求1所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：步骤1的具体步骤为：氮气氛围下，将苯乙烯、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯依次加入至反应釜中，加入无水乙醇作为溶剂，加入引发剂，搅拌均匀，在温度为70～75℃下回流反应6～7小时，蒸发溶剂，加入甲苯沉淀，洗涤、干燥、研磨，得到抗静电剂a。

5.根据权利要求1所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：步骤2的具体步骤为：氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物加入至反应釜中，加入邻二甲苯作为溶剂，分散均匀，得到改性溶液，将羟基化碳纳米管加入至改性溶液中，在温度为130～135℃下，反应2～3小时，洗涤、干燥、研磨，得到抗静电剂b。

6.根据权利要求5所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：抗静电剂b的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份羟基化碳纳米管、8～10份苯乙烯马来酸酐共聚物。

7.根据权利要求1所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：步骤2中，(1)将硅酸四乙酯、对甲苯磺酸水溶液加入至邻二甲苯中，室温搅拌均匀；加入乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；加入羟基化碳纳米管，搅拌，蒸发除溶剂，干燥，得到改性碳纳米管；(2)氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物、3-(4-吡啶)丙烯酸甲酯、引发剂依次加入邻二甲苯中，分散均匀，得到改性溶液；将改性化碳纳米管加入至改性溶液中，接枝得到抗静电剂b。

8.根据权利要求7所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法，其特征在于：抗静电剂b的原料包括以下组分：按照质量份数计，10份羟基化碳纳米管、8～10份苯乙烯马来酸酐共聚物、2～3份3-(4-吡啶)丙烯酸甲酯、6～8份硅酸四乙酯、2～3份乙烯基硅烷偶联剂、4～5份氨基硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种抗静电型abs复合塑料粒子的制备方法制备得到的抗静电型abs复合塑料粒子。

技术总结
本发明涉及塑料粒子技术领域，具体为一种抗静电型ABS复合塑料粒子及其制备方法。包括以下步骤：步骤1：氮气氛围下，将苯乙烯、甲基丙烯酸‑2‑羟乙基酯磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，自由基聚合，制备得到抗静电剂A；步骤2：氮气氛围下，将苯乙烯马来酸酐共聚物依次加入邻二甲苯中，分散均匀，得到改性溶液；将羟基化碳纳米管加入至改性溶液中，反应接枝，得到抗静电剂B；步骤3：将ABS树脂、抗氧化剂、抗静电剂A、抗静电剂B预先干燥，按比例置于双螺杆挤出机中，依次经过熔融、挤出、水冷、切粒、干燥，得到抗静电型ABS复合塑料粒子。通过制备抗静电剂A、抗静电剂B引入至ABS树脂中，在保证力学性能基础上，协同产生抗静电性能和阻燃性。

技术研发人员：屈立俊,房新佐,郭建强,李卿,任静华
受保护的技术使用者：丹阳美华新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11